F第六讲 水电站规划问题

3、全国抽水蓄能电站情况
序 号 一 1 2 3 4 5 6 二
电网 国家电网 东北区域 电网 华北区域 电网 华东区域 电网 西北区域 电网 华中区域 电网 西藏电网 中国南方 电网 全国合计
2005 年底 已建 402.1 30 108.1 236 0 19 9 180 582.1
新增
累计
总容量 最大工作容量 重复容量 备用容量
N∑
（1）
NG
的确定
1）径流水电站的最大工作容量 2）日调节水电站的最大工容量 3）年调节水电站的最大工作容量 4）多年调节水电站的最大工作容量
1）径流水电站的最大工作容量
N G = N BO = 9.81 shQse H se η
N BO 是什么？
2）日调节水电站的最大工容量
源自文库
进行抽水蓄能电站选点规划工作，首先应弄清所在电 进行抽水蓄能电站选点规划工作，首先应弄清所在电 网对于调峰电源的需求状况，建设必要性的论证是整 个前期工作阶段的主题。装机规模要适应负荷发展需 要，合理的装机规模取决于系统负荷增长速度、负荷 特性、电源结构和抽水蓄能电站本身的技术经济条件。 其次应考虑与负荷中心的距离，宜选在经济发达地区 负荷比较集中的地点，特别应靠近工业比较集中的大 城市。其次要注意水源问题，尤其在水资源比较贫乏 城市。其次要注意水源问题，尤其在水资源比较贫乏 的地区，水源是抽水蓄能电站能否建成的关键问题， 应引起足够的重视。第三，在这基础上，应选择可建 应引起足够的重视。第三，在这基础上，应选择可建 造上、下水库的合适地形，并要求上下两水库之间有 足够的高差，水平距离较短，即距高比(L/H)较小的 足够的高差，水平距离较短，即距高比(L/H)较小的 站址。另外，由于抽水蓄能电站水库水位变化频繁而 急剧，对于没有天然水源的上水库，其中水量是消耗 电能抽上去的，因而防渗要求高。对厂房和输水道都 置于地下的电站，地质条件的好坏对工程费用影响也 很大。
二、水电站的投资与效益
发电 防洪 航运 投资与效益 旅游 养殖 灌溉 生态
三、水电站装机容量确定
1、水电站类型 2、水电站总装机容量
新 安 江 水 电 站
1、水电站类型
（1）径流电站 （2）日调节水电站 （3）年调节水电站 （4）多年调节水电站
2、水电站总装机容量的确定
N∑ =N +N +NB G ch
多年调节水电站的最大工作容量
当水电站的保证电量正好能承担系统全部 峰荷的情况 当水电站的保证电量可以承担全部峰荷及 部分基荷的情况 如果水电站因下游用水要求而有必须担负 基荷的强迫出力的情况
（2）水电站的重复容量 N 的确定
ch
概念：由于河川天然来水不均衡，水文情况多变，对 于无调节水电站或调节性能差的水电站，在洪水期会 发生大量的弃水。增加坝高、扩大库容可以减少弃水 损失。但水电站的坝高受到地形、地质、淹没损失等 条件的限制，并且是经过技术经济论证确定了的。在 这种情况下，为了减少弃水，提高水量的利用水平， 在水电站增加装机，在洪水期多发电，但这部分容量 在枯水期不能发电，没有水量保障，不能作为水电站 的工作容量去替代火电容量，即水电增加这部分容量 后，火电装机不能减少，故名重复容量。
全国 长江 黄河 珠江 海滦河 淮河 东北诸河 东南沿海诸河 西南国际诸河 雅鲁藏布江及西藏 其它河流 北方内陆及新疆诸 河
67604.71 26801.77 4054.80 3348.37 294.40 144.96 1530.60 2066.78 9690.15 15974.33 3698.55
第四，应注意周围的环境条件。一般情况下， 第四，应注意周围的环境条件。一般情况下， 抽水蓄能电站的建设对自然环境的影响比常规 水电站要小，然而由于其位置大多紧靠负荷中 心，建在用电集中的大城市附近，有时靠近、 甚至位于风景名胜区，因而选点时应充分注意 对周围环境的影响。利用已建水库或天然湖泊 作为下水库(或上水库) 作为下水库(或上水库)，既有有利的一面，也 有处理相关问题复杂的一面，应做全面的经济 比较和利弊分析，并在此基础上进行决策。由 于抽水蓄能电站水泵水轮机组水头(扬程) 于抽水蓄能电站水泵水轮机组水头(扬程)高， 过机流速大，故机组对泥沙磨损较为敏感。
中国可能的开发水能资源 流 域 全国 长江 黄河 珠江 海滦河 淮河 东北诸河 东南沿海诸河 西南国际诸河 雅鲁藏布江及 西藏其它河流 北方内陆及新 疆诸河 占全国（% 装机容量（万 年发电量（亿 占全国（%） kW） kW） kWh） kWh） 37853.24 19233.04 100.0 19724.33 10274.98 53.4 2800.39 1169.91 6.1 2485.02 1124.78 5.8 213.48 51.68 0.3 66.01 18.94 0.1 1370.75 439.42 2.3 1389.68 547.41 2.9 3768.41 2098.68 10.9 5038.23 2968.58 15.4 996.94 538.66 2.8
WBO = 24 N BO
日调节水电站工作容量的确定
P
NG
W BO
NJ WJ
Nf
Wf
W
有强迫出力：分基荷出力和峰荷出力
N J = 9.81η sh Q se H se
W f = 24( N BO − N J )
NG = N f + N J
3）年调节水电站的最大工作容量
方法基本上与日调节水电站一样，但其 用于设计枯水日的保证电量为：
参考文献
萧国泉 电力规划 水利电力出版社 1993 王锡凡 电力系统优化规划 水利电力出版 社 1990 候煦光 电力系统最优规划 候煦光 华中科 技大学出版社 1991 孙洪坡 电网规划 1996
4、抽水蓄能电站选址与容量选择
（1）抽水蓄能电站的选点规划是在负荷中 ）抽水蓄能电站的选点规划是在负荷中 心的附近地区寻找可能开发的站址，可选 面广，不象常规水电站那样只能沿着河流 (包括干流和支流)寻找合适的站址。通过普 包括干流和支流) 查，摸清给定区域范围内所有可开发蓄能 电站站址的基本建设条件，经过比较，从 中选出若干个建设条件较好的站址，然后 进行规划阶段的勘测设计工作，通过技术 经济论证，最后确定第一期开发工程和开 发顺序。
十一五 十二五 十三五 2010年 2015年 2020年 2010年 2015年 2020年 1027.5 60 320 340 0 300 7.5 180 1207.5 1337.5 180 290 540 60 260 7.5 240 1577.5 1225 110 290 400 160 250 15 410 1635 1429.6 90 428.1 576 0 319 16.5 360 1789.6 2767.1 270 718.1 1116 60 579 24 600 3367.1 3992.1 380 1008.1 1516 220 829 39 1010 5002.1
2、抽水蓄能的类型
按开发方式可分为纯抽水蓄能电站、混 合式抽水蓄能电站和调水式抽水蓄能电 站； 按调节周期分，可分为日调节、周调节 和季调节等；按水头分，可分为高水头 和中低水头； 按机组类型分，可分为四机分置式、三 机串联式和二机可逆式； 按布置特点分，可分为地面式、地下式 和特殊布置形式(人工地下水库) 和特殊布置形式(人工地下水库)。
无强迫出力：日调节水电站，它在一日内 无强迫出力：日调节水电站，它在一日内 可以按负荷需要调节径流量，可安排在负 荷图的峰荷部分工作。在设计枯水日，水 电站的平均出力即为它的保证出力 NBO，而 相应的日保证电量为 WBO ，利用W BO与系统 日负荷电量累积曲线就可以确定水电站的 最大工作容量 N G 。
WBO = kN BO × 24
k ：调节性能系数
WBO = kN BO × 24
4）多年调节水电站的最大工作容量
多年调节水电站工作容量的确定方法与年调 节水电站相似，但其保证出力与电量的计算 方法有所区别。年调节水电站只计算设计枯 水年水库供水期的调节流量、平均出力（即 保证出力）和保证电量，并按此计算水电站 担负峰荷时的最大工作容量；多年调节水电 站则需计算设计枯水系列（连续若干个枯水 年）下的平均处理及保证电能，然后按水电 站全年都担任峰荷的情况，将所获得的年保 证电量合理分配到月，使设计水平年水电站 的工作容量尽可能大。
重复容量确定的经济性原则：重复容量 的设置要在增加投资和季节性电能所带 来火电燃料费用的节约值间进行权衡。
年替代 火电效 益：
∆Wch = ∆N ch hJ
∆S f = αb∆Wch
hJ重复容量年利用小时数 α水电替代火电系数 一般取1.05 b 替代的火电每度的燃料费用
重复容量的年费用现值：
年运行费率
（2）抽水蓄能电站容量确定
1）按上库可供使用的调节库容求出其能提供的蓄能 发电量。能力。 2）按系统的日负荷曲线、周负荷曲线、计算调峰所 需电量W 需电量WD、WW。 3）由日负荷电量累积和周负荷电量累积曲线检查在 低谷负荷时经济的火电、核电机组能否提供抽水蓄 能所需的抽水耗用电量。约为调峰所需电量W 能所需的抽水耗用电量。约为调峰所需电量WD、 WW的1.4倍。 1.4倍。 4）由WD值确定抽水蓄能电站所担负的工作容量， ）由W 加上十一它担负的负荷备用及事故备用，即得其装 机容量。
Nch
Nch取值 持续时间 弃水流量年持续曲线 hJ 弃水出力持续曲线 T
(3)水电站备用容量 N B 的设置 (3)水电站备用容量
水电站宜于担任系统的事故备用及负荷备 用 水电站一般不增加备用容量的设置，特别 是重复容量较大时
N ∑ = N G + N ch + N B
四、抽水蓄能的电站的规划
∆S ch = k ch ( X b + β ) ∆N ch
单位 投资 资本 回收 系数
设置重复容量的经济条件：
k ch ( X b + β ) ∆N ch ≤ αbhJ ∆N ch
可求出重复容量的经济利用小时数：
k ch ( X b + β ) hJ ≥ αb
弃 水 流 量
N = 9.81ηshQH se
1、抽水蓄能电站概念 2、抽水蓄能电站的类型 3、全国抽水蓄能电站情况 4、抽水蓄能电站选址与容量选择
1、抽水蓄能电站概念
抽水蓄能电站是利用系统负荷低谷时富裕容量抽水 蓄能，在系统高峰时进行发电的电站类型。 抽水蓄能电站就是为了解决电网高峰、低谷之间供 需矛盾而产生的，是间接储存电能的一种方式。它 利用下半夜过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽 到上水库储存起来，然后在次日白天和前半夜将水 放出发电，并流入下水库。在整个运作过程中，虽 然部分能量会在转化间流失，但相比之下，使用抽 水蓄能电站仍然比增建煤电发电设备来满足高峰用 电而在低谷时压荷、停机这种情况来得便宜，效益 更佳。除此以外，抽水蓄能电站还能担负调频、调 相和事故备用等动态功能。因而抽水蓄能电站既是 电源点，又是电力用户；并成为电网运行管理的重 要工具，是确保电网安全、经济、稳定生产的支柱。
第六讲 水电站的规划问题
一、全国水资源条件分析 二、水电站的投资与效益 三、水电站装机容量确定 四、抽水蓄能的电站的规划 参考文献
一、全国水资源条件分析
全国水能蕴藏量
流 域 理论出力（万kW） 理论出力（万kW） 年发电量（亿 kWh） kWh） 59221.8 23478.4 3552.0 2933.2 257.9 127.0 1340.8 1810.5 8488.6 13993.5 3239.9 占全国 （%） 100.0 39.6 6.0 5.0 0.4 0.2 2.3 3.1 14.3 23.6 5.5